多层膜制造技术

本发明专利技术提供了包含彼此基本平行的许多连续层的膜，其中所述层的至少每隔一个由聚交酯制成。本发明专利技术的虹彩膜可以用于柔性和刚性的装饰包装中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2005年7月12日提交的临时专利申请U.S.60/595,520和2005年11月22日提交的11/164,447的优先权，其全部被并入本文。专利
本专利技术涉及具有因光干涉引起的窄反射带和含有聚交酯层的多层共挤出反光膜。
技术介绍
虹彩多层膜由许多通常平行的透明热塑性树脂材料层组成，其中所述连续的相邻层具有折射率相差至少约0.03的不同树脂材料。该膜包含至少10层、更通常至少35层和优选至少约70层。所述膜的各层非常薄，通常约30-500nm，优选约50-400nm，这会引起反射自许多界面的光波的相长干涉。根据层厚度和聚合物的折射率，一个优势的波长带被反射以及其余光被透射通过该膜。被反射的波长由成对层的光学厚度之和来确定。反射光的量(反射比)和颜色强度取决于折射率之间的差异、所述层的光学厚度的比率、所述层的数目和厚度的均匀性。如果折射率相同，则根本不存在来自所述层之间的界面上的反射。在多层虹彩膜中，所述连续的相邻层的折射率相差至少0.03和优选相差至少0.06或更多。对于第一级反射，尽管当两个光学厚度的比率为5∶95～95∶5时可以达到适当高的反射比，但是当所述层的光学厚度相等时反射比最高。不同颜色的反射在少至10层的情况下可获得。然而，为了达到最大的颜色强度，希望具有35至1000或更多的层。高颜色强度与相对窄的和在其峰值处具有高反射比的反-->射带有关。应当认识到尽管为了方便起见这里采用了术语“颜色强度”，但是相同的考虑因素适用于紫外和红外区域中的不可见反射。所述多层膜可以通过冷却辊浇铸技术来制造，其使用常规单料道扁平模头与供料块(feedblock)组合，该供料块收集来自两台或更多台挤出机中的每一个的熔体和然后排列成所期望的层模式(layer pattern)。供料块例如在美国专利3,565,985和3,773,882中有述。所述供料块可以用于形成两种组分或更多组分的交替层(例如ABABAB...，ABCABC...或ACBCACBC...)。非常窄的多层料流流动通过单料道扁平模头，在那里所述层同时被铺展成模头的宽度并减薄至最终模头出口厚度。可以通过插入不同供料块组件来改变所述层的数目及其厚度分布。通常，在所述片材的每一侧上的最外层(单数或复数)比其他层更厚。该较厚的皮层可以由组成所述光学芯体的组分之一构成，可以是用于赋予所需的机械性能、热封性能或其他性能的不同聚合物，或者可以是这些的组合。对具有所期望光学性能的虹彩膜的检验揭示了某些机械性能方面的不足。例如，所述多层结构的各层之间的粘附作用可能不够，所述膜在使用过程中可能遭受所述层的内部分层或分离。虹彩膜由于其装饰效果常常被粘附于纸或板上，和然后用于贺卡、纸盒、包装纸等。所述膜的分层是难看的并且如果构造成纸盒的话可能甚至导致胶接接头的分离。另外，所述膜的耐溶剂性和热稳定性不象广泛应用所希望的那样好。在美国专利4,310,584中，通过使用热塑性对苯二甲酸酯聚酯或共聚酯树脂作为其中两种或更多种树脂材料形成许多层的体系的高折射率组分，这些不足之处得到显著克服。虽然实现了显著改善，但是它还要求使用来自显著不同的聚合物类型的两种聚合物。该事实反过来意味着在这两种聚合物和其彼此的相对粘附性、耐化学品性、韧性等之间存在固有的显著差异。结果，所述膜本身就具体特性而言通常并不优于所用聚合物中的较弱或较差者。如果为了使彼此的相对粘附性或韧性或耐化学品性等最大化而采用密切相关的两种聚合物，则所涉及的聚合物不具有显著的折射率差异以产生所期望的彩虹色。-->Schrenk和Wheatly(Co-extruded Elastomeric Optical InterferenceFilm(共挤出的弹性体光学干涉膜)，Antec’88，1703-1707)报道了由两种热塑性弹性体共挤出的多层光反射膜的制备。具有基于尼龙的一种热塑性弹性体和基于聚氨酯的另一种热塑性弹性体的所述膜在变形和松弛时显示出反射光谱中的可逆变化。也就是说，该非常特定的组合具有在不损失外观特性的情况下的拉伸性能。这类膜已经在美国专利4,937,134中得到更详细描述。美国专利5,089,318公开了通过采用热塑性弹性体(TPE)作为树脂材料之一可以获得粘附性、耐溶剂性等方面的进一步改善。所述材料为热塑性硬链段例如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等和软弹性体链段例如聚醚二醇、硅橡胶、聚醚酰亚胺等的共聚物。专利技术概述本专利技术提供了另一种虹彩膜，其令人惊讶地就这些所期望的性能而言提供了相对目前已知的结构的显著改善。因此，本专利技术的一个方面在于提供具有与现有技术膜相等或比其更好的优异粘附性和颜色性能的透明热塑性树脂层叠体。本专利技术提供了包含彼此基本上平行的许多连续层(contiguous layer)的膜，其中所述连续层的至少每隔一个由聚交酯制成，与所述聚交酯层相邻的连续层具有与该聚交酯层的折射率相差至少约0.03的折射率。该结构是虹彩膜。本文使用的术语“聚交酯”包括聚乳酸和所有共聚物以及聚交酯均聚物和共聚物的共混物，其缩写成PLA。在一种实施方案中，本专利技术提供了具有厚度基本上均匀的至少10个极薄层的透明热塑性树脂层叠体，所述层一般是平行的，所述连续的相邻层具有不同的透明热塑性树脂材料，其中之一是聚交酯或聚乳酸(PLA)，所述连续的相邻层的折射率相差至少约0.03。所述聚交酯或聚乳酸可以处于至少一个内层、多个内层、所有每隔一个所述内层、至少一个外层、或两个外层中。-->本专利技术的其他目的和优点将从下列说明和所附权利要求书中变得明显。专利技术详述本文使用的短语“许多连续层”是指至少10层。本文使用的短语“基本上平行的层”是指相邻层通常保持在x-y平面内和具有最小z方向位移或者没有z方向位移。本文使用的短语“所述层的至少每隔一个”包括每隔一层、每隔两层、每隔三层或其他重复结构。例如，如果A表示一层、B表示另一层和C表示又一层的话，则本专利技术的膜可以包含至少10层如ABABABABAB或ABCABCABCA。本文使用的短语“第二热塑性聚合物”是指具有与所述第一热塑性聚合物不同的折射率的聚合物。现已发现，通过采用可生物降解的聚合物聚交酯或聚乳酸(PLA)树脂作为在透明热塑性树脂层叠膜的光学芯体中连续的相邻层内的组分，实现了本专利技术的目的。聚乳酸属于被称为脂族聚酯的一类聚合物。聚乳酸是热塑性的并且特征在于相对高的强度和模量以及约1.45的低折射率。它由可再生来源制成并且是可堆肥的/可生物降解的。因为在PLA重复单元中具有酯基(C-CO-O-C)而通常将PLA归类为聚酯。特别地，PLA是具有连接至所述主链上的小甲基的脂族聚酯。作为比较，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是苯环被引入每个重复单元的骨架中的芳族聚酯。芳族聚酯的环使得PET聚合物链保持线性，而PLA倾向于形成螺旋结构。因而，PLA的结构组成使其比PET容易结晶得多。PLA的聚合物构造可以变化，以及因此影响其性能。构造上的变化由合成中所用的乳酸对映异构体D(-)和L(+)的不同比例引起。这些乳酸可以产生三种丙交酯：D、L和内消旋体用于聚合。含有大于93％L-乳酸单元的PLA树脂为半结晶的，而L-乳酸含量为50-93％的PLA严格上是无定形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含彼此基本上平行的许多连续层的膜，其中所述连续层的至少每隔一个由聚交酯制成和与所述聚交酯层相邻的所述连续层的折射率与所述聚交酯层的折射率相差至少约０．０３。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-7-12 60/595,520;US 2005-11-22 11/164,4471.一种包含彼此基本上平行的许多连续层的膜，其中所述连续层的至少每隔一个由聚交酯制成和与所述聚交酯层相邻的所述连续层的折射率与所述聚交酯层的折射率相差至少约0.03。2.权利要求1的膜，其中与所述聚交酯层相邻的所述连续层具有与所述聚交酯不同的聚酯。3.权利要求1的膜，其中与所述聚交酯层相邻的所述连续层具有折射率高于所述聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：D格兰尼，EJ李，B米勒，M贾马泰奥，
申请(专利权)人：巴斯福催化剂公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]